Номер 5, страница 203 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

5. Магнитное поле действует с силой F на частицу, движущуюся со скоростью v (рис. 153). Определите знак заряда частицы.

Решение

Для определения знака заряда частицы воспользуемся правилом левой руки для силы Лоренца. Сила Лоренца $\vec{F}$, действующая на заряженную частицу, движущуюся со скоростью $\vec{v}$ в магнитном поле с индукцией $\vec{B}$, определяется векторным произведением $\vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B})$, где $q$ — заряд частицы.

Направление силы для положительного заряда можно найти с помощью правила левой руки:

Если расположить левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции $\vec{B}$ входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению скорости $\vec{v}$ положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Лоренца $\vec{F}$.

Применим это правило к условию задачи, чтобы определить направление силы, которая действовала бы на положительный заряд:

1. На рисунке магнитное поле обозначено крестиками, что означает, что вектор магнитной индукции $\vec{B}$ направлен от нас, за плоскость рисунка. Располагаем ладонь левой руки так, чтобы вектор $\vec{B}$ входил в нее (ладонь обращена к наблюдателю).
2. Вектор скорости частицы $\vec{v}$ направлен вниз. Направляем четыре вытянутых пальца левой руки вниз, по направлению скорости.
3. При таком расположении руки отогнутый большой палец будет указывать вправо.

Таким образом, на положительно заряженную частицу ($q > 0$) в данных условиях действовала бы сила, направленная вправо. Однако, согласно рисунку, сила $\vec{F}$ направлена влево, то есть в противоположную сторону.

Направление силы Лоренца для отрицательно заряженной частицы противоположно направлению, определяемому по правилу левой руки. Следовательно, заряд данной частицы является отрицательным.

Ответ: Заряд частицы отрицательный.